汽輪機組振動故障問題的分析和措施

【摘 要】振動故障是汽輪機運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，如果對振動故障處理不及時，就可能會產(chǎn)生非常嚴重的后果。本文針對凝汽式汽輪機組的故障，探討其在工作過程中產(chǎn)生振動故障的原因，振動故障的危害以及振動故障的處理措施，為今后汽輪機組的維護和檢查工作起到指導作用。

【關鍵詞】汽輪機；振動故障；故障處理

0 引言

近年來，伴隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源環(huán)保和資源重復利用問題顯得尤為重要，凝汽式汽輪機憑著節(jié)約燃料，提高經(jīng)濟性的優(yōu)勢，得到越來越廣泛的應用。因此，維護和保養(yǎng)凝汽式汽輪機的安全性已作為維護運行部門最重要的任務。在汽輪機的正常工作過程中，振動故障是隨時產(chǎn)生的，如果對振動控制不嚴格，會造成非常嚴重的后果。本文對凝汽式汽輪機組進行研究，探討其在工作過程中產(chǎn)生振動故障的原因，振動故障的危害以及振動故障的處理措施，為以后機組的維護查修工作起到指導作用。

1 振動故障原因及危害

1.1 振動故障原因

導致凝汽式汽輪機組振動故障的因素有很多種，主要的因素一般包括設計、制造水平問題，運行過程維護和保養(yǎng)問題，以及安裝技術和檢修技術問題等，這些因素之間的影響是相互的，本文將從幾個最主要的因素進行探討，具體如下：

1.1.1 汽輪機組設計和制造問題

由于目前技術不夠先進，導致零部件加工精度和工藝達不到設計要求，使汽輪機轉子不能滿足設計精度，在進行高速和低速平穩(wěn)試驗時達不到合格要求，在一側產(chǎn)生離心力，引起汽輪機組振動故障。

1.1.2 安裝過程中的問題

安裝工藝的精度對機組振動會產(chǎn)生非常大的影響。首先是對軸承的選擇，軸承自身的特性，如強度、剛度以及預緊力等，這些都必須在選擇和安裝過程中符合現(xiàn)場要求；其次是嚴格保證汽輪機中心的同心度；第三是各個零部件之間的間隙問題，如果零部件間隙過大，容易引起零部件之間的相互碰撞，如果零部件之間的間隙過小，會加劇零部件之間的接觸力，產(chǎn)生靜碰撞。第四是連接銷系統(tǒng)問題。當汽輪機運行時間過長時，各個零部件之間會產(chǎn)生膨脹，連接銷系統(tǒng)也不例外。由于時間過長連接銷中潤滑油缺少，機組的變形就會受到限制，引發(fā)汽輪機振動故障，此種故障在機組工作中經(jīng)常遇見，因此應足夠重視其危害性。

1.1.3 汽輪機運行維護和保養(yǎng)問題

同樣會引起機組的振動故障問題還有維護和表揚問題。例如前面所說的汽輪機的熱膨脹問題，這是由于人為因素造成的，在開機過程中也會出現(xiàn)這種故障。潤滑油的油溫在軸瓦內會在旋轉的過程中形成油膜，油膜的形成會極大影響轉子的穩(wěn)定性，及其容易導致機組的振動。汽輪機排氣缸溫度的控制不當直接會影響軸承的高度，也會引起發(fā)電機組振動故障。

1.2 振動故障危害

汽輪機在生產(chǎn)系統(tǒng)中起到心臟的作用，其工作異常直接影響到整個生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運轉，牽動著人們的生活。所以，對于機組的振動異常更不能小覷，力爭做到早發(fā)現(xiàn)早解決。然而，在生產(chǎn)過程中，很難確定汽輪機的潛在危害點和危害發(fā)生的幾率，置于危害程度的大小更不得而知，下面針對凝汽式汽輪機振動故障危害作一分析。

1.2.1 密封不嚴的危害

密封不嚴導致的機組振動異常的故障率占40%以上，主要是振動使低壓端部軸封遭到破壞所致。由微小空隙進入低壓缸中的空氣，使真空度降低；相反，高壓端部分較大的漏氣量致使轉子彎曲，蒸汽滲入潤滑油系統(tǒng)，潤滑油純度不足，油質乳化。

1.2.3 汽封破壞的危害

隔板與隔板之間要采用汽封的方式進行密封。如果一旦汽封被破壞，增大的漏汽量加大了各級間的壓力差，使轉子產(chǎn)生了軸向推力。

1.2.4 滑銷系統(tǒng)損壞的危害

當機組發(fā)生較大振動時，滑銷承受巨大沖擊力，機組就會發(fā)生不均勻熱膨脹，造成過大的擠壓力，損壞滑銷系統(tǒng)。

1.2.5 耐疲勞強度減弱的危害

轉動部分是汽輪機機組的核心機件，振動致使其疲勞強度降低，造成工作不能正常運行。

1.2.6 系統(tǒng)擺動不穩(wěn)定的危害

振動不正常也會造成調速系統(tǒng)的部件磨損嚴重，遲緩率增加，使調速系統(tǒng)擺動不穩(wěn)定。

上述故障的出現(xiàn)可以證明：汽輪機的安全經(jīng)濟運行取決于機組能否正常、規(guī)律的振動。汽輪機復雜的振動一直成為國內外學者高度關注的問題之一，找出振動的原因，如何精確確定發(fā)生振動的部位，采取何種解決方案，發(fā)生振動會危及到其它部位，哪些零部件以及危害大小，都是當今在技術上亟待解決的問題。

2 振動故障的處理措施

振動問題直接影響汽輪機組的正常工作，其復雜度不容忽視。針對工作現(xiàn)場汽輪機可能產(chǎn)生的振動故障問題，提出了如下應對措施：

2.1 材料剛度檢測

剛度檢測是重中之重。技術人員對汽輪機數(shù)據(jù)采集，及時數(shù)據(jù)處理，并與標準數(shù)據(jù)進行對照做出判斷。掌握工作剛度范圍、共振條件和剛度極值點。做到技術人員不離機組，實時監(jiān)測，防患于未然。其次，機組帶負荷和空載試運行必不可少。為確保汽輪機順利工作，發(fā)生異常振動的幾率降低，新安裝或檢修后的機組應經(jīng)過帶負荷和空載試運行，測試密封、汽封、滑銷系統(tǒng)等均達到合格標準，才可以投入生產(chǎn)。

2.2 設置智能化監(jiān)測裝置

設計并安裝智能化監(jiān)測裝置是汽輪機發(fā)生振動異常的有效措施。對正常監(jiān)測困難點安裝各種傳感器設施，監(jiān)測振動情況，及時報告工作異常點。同時，有序地安排技術人員，及時處理發(fā)出報警部位機組，杜絕擴大損壞，以免造成事故。

2.3 安裝振動保護裝置

當智能化監(jiān)測裝置監(jiān)測出異常振動點后，會發(fā)出報警信號，通過自動控制裝置命令振動保護裝置自動切斷電路，關閉主汽門，緊急停機。于此同時，技術人員采取拯救辦法，保護機組設備安全。

凝汽式汽輪機支撐國家能源環(huán)保事業(yè)的快速發(fā)展，隨著機組容量的增大，汽輪機安全、穩(wěn)定運行顯得更加重要。對不可避免的振動問題應采取有效地解決措施，以免造成重大的安全事故。同時對汽輪機設置智能化監(jiān)測、保護裝置必不可少。

3 結語

汽輪機振動會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生非常不利的影響，能夠帶來極大的不安全隱患，對人們正常的生產(chǎn)生活帶了極大的不便。因此，在以后的汽輪機運行使用和維護過程中，我們要嚴格進行檢查，避免產(chǎn)生振動故障。在汽輪機組的設計、制造，運行維護和保養(yǎng)，以及安裝和檢修過程中，各個方面都做到精益求精，實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)振動問題并解決問題，確保機組的正常運行使用，為國家的經(jīng)濟發(fā)展起到帶動作用。

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[責任編輯：丁艷]